學習深入理解java虛擬機筆記--對象已死嗎

       在堆裏面存放着java世界中幾乎所有的對象實例,垃圾收集器在對堆進行回收前,第一件事情就是要確定這些對象之中哪些還“存活”着,哪些已經"死去"(即不可能再被任何途徑使用的對象)。

       1. 引用計數算法

       給對象中添加一個引用計數器,每當有一個地方引用它時,計數器值就加1;當引用失效時,計數器值就減1;任何時刻計數器爲0的對象就是不可能再被使用的。

       引用計數算法實現簡單,判定效率也很高。但是主流的java虛擬機裏面沒有選用引用計數算法來管理內存,其中最主要的原因是它很難解決對象之間循環引用的問題。

       2. 可達性分析算法

       在主流的商用程序語言(java、C#等)的主流實現中,都是稱通過可達性分析來判定對象是否存活的。該算法的基本思路就是通過一系列的稱爲“GC Roots”的對象作爲起始點,從這些節點開始向下搜索,搜索所走過的路徑稱爲引用鏈(Reference Chain),當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時,則證明此對象是不可用的。

       可作爲GC Roots的對象包括下面幾種:
       A:虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對象。
       B:方法區中類靜態屬性引用的對象。
       C:方法區中常量引用的對象。
       D:本地方法棧中JNI(即一般說的Native方法)引用的對象。

       3. 引用

       強引用(strong reference):是指在程序代碼中普遍存在的,類似“Object ojb = new Object()”這類的引用,只要強引用還在,垃圾收集器永遠不會回收掉被引用的對象。
       軟引用(soft reference):是用來描述一些還有用但不是必需的對象。在系統將要發生內存溢出異常這前,將會把這些對象列進回收範圍之中進行第二次回收。如果這次回收還沒有足夠的內存,纔會拋出內存溢出異常。
       弱引用(weak reference):是用來描述非必需對象的,它比軟引用更弱一些,它只能存活到下一次垃圾回收之前。當垃圾收集器工作時,無論當前內存是否足夠,都會回收掉弱引用關聯的對象。
       虛引用(phantom reference):也稱幽靈引用或者幻影引用,它是最弱的一種引用關係。一個對象是否有虛引用的存在,完全不會對其生存時間構成影響,也無法通過虛引用來取得一個對象實例。爲一個對象設置虛引用關聯的唯一目的就是能在這個對象被收集器回收時收到一個系統通知。

       4. finalize

       即使在可達性分析算法中不可達的對象,也並非是“非死不可”的,這時候它們暫時處於“緩刑”階段,要真正宣告一個對象死亡,至少要經歷兩次標記過程:如果對象在進行可達性分析後發現沒有與GC Roots相引用鏈,那它將會被第一次標記並且進行一次篩選,篩選的條件是此對象是否有必要執行finalize()方法。當對象沒有覆蓋finalize()方法,或者finalize()方法已經被虛擬機調用過,虛擬機將這兩種情況都視爲“沒有必要執行”。
       如果這個對象被判定爲有必要執行finalize()方法,那麼這個對象將會放置在一個叫做F-Queue的隊列之中,並在稍後由一個由虛擬機自動建立的、低優先級的Finalizer線程去執行它。這裏所謂的“執行”是指虛擬機會觸發這個方法,但並不承諾會等待它運行結束,這樣做的原因是,如果一個對象在finalize()中執行緩慢,或者發生了死循環,將可能會導致F-Queue隊列中其他對象永久處於等待,甚至導致整個內存回收系統崩潰。finalize()方法是對象逃脫死亡命運的最後一次機會,稍後GC將對F-Queue中的對象進行第二次小規模的標記,如果對象在finalize()中成功拯救自己----只要重新與引用鏈上的任何一個對象建立關聯即可,譬如把自己(this關鍵字)賦值給某個類變量或者對象的成員變量,那在第二次標記時它將被移除出“即將回收”的集合;如果對象這時候沒有逃脫,那基本上它就真的被回收了。
       任何一個對象的finalize()方法都只會被系統自動調用一次。
       
public class FinalizeEscapeGC {

	public static FinalizeEscapeGC SAVE_HOOK = null;
	
	public void isAlive() {
		System.out.println("yes, i am still alive :)");
	}
	
	@Override
	protected void finalize() throws Throwable {
		super.finalize();
		System.out.println("finalize method executed!");
		FinalizeEscapeGC.SAVE_HOOK = this;
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		SAVE_HOOK = new FinalizeEscapeGC();
		
		// 對象每一次成功拯救自己
		SAVE_HOOK = null;
		System.gc();
		// 因爲finalize方法優化級很低,所以暫停0.5秒以等待它
		Thread.sleep(500);
		if(SAVE_HOOK == null) {
			System.out.println("no, i am dead :(");
		} else {
			SAVE_HOOK.isAlive();
		}
		
		// 下面這段代碼與上面的完全相同,但是這次自救卻失敗了
		SAVE_HOOK = null;
		System.gc();
		// 因爲finalize方法優化級很低,所以暫停0.5秒以等待它
		Thread.sleep(500);
		if(SAVE_HOOK == null) {
			System.out.println("no, i am dead :(");
		} else {
			SAVE_HOOK.isAlive();
		}
	}
}

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